采用氯化钴溶液对滤光光电比色计校准的方法

【摘要】本文主要介绍了采用氯化钴溶液对滤光光电比色计校准的一种方法，为供水行业计量及水质检测人员对水质分析用的便携式余氯仪进行校准提供了可供参考的方法。

【关键词】氯化钴；比色计；浓度；校准

1. 引言

滤光光电比色计是依据物质分子对可见光产生的特征吸收光谱及光吸收定律（朗伯-比尔定律）的原理，用未知浓度样品与已知浓度标准物质比较的方法进行定量分析的仪器。溶液颜色的深浅与浓度之间的关系都可用朗伯-比尔定律描述的。水质分析用的滤光光电比色计包含多种仪器，如测锰仪、测铝仪及余氯检测仪等等。其中便携式余氯仪是供水行业中广泛应用在各生产、检测岗位的一种滤光光电比色计，由于国标方法中的含氯标准溶液，其配制方法步骤繁琐且不稳定，为日常校准仪器带来不便，所以找寻一种呈色均匀、稳定的标准溶液是必要的。

2. 便携式余氯仪的校准方法

2.1 校准原理

根据《中华人民共和国国家计量检定规程 滤光光电比色计》JJG 179-90 附录2，六水合氯化钴可用于配制专用比色计检定的标准溶液。氯化钴溶液呈均匀稳定的红色，通过仪器扫描波长得出其中心波长约为512nm，与《中华人民共和国国家标准 生活饮用水标准检验方法 消毒剂指标》中游离余氯的测量波长515nm相近，所以溶液的浓度与便携余氯仪上的读数成正比。

2.2 校准方法

配制40g/L的氯化钴溶液，逐级稀释，分别在基准设备上读数，通过氯化钴溶液浓度与余氯仪读数的比例关系，推算氯化钴标准溶液的理论配制值，然后通过基准设备上机检证理论读数与实际读数的差异，得出氯化钴标准溶液的配制方法。

2.3 校准条件

2.3.1 校准环境

环境温度（5～35）℃，相对湿度不大于85%；放置仪器的工作台应平稳；室内应防潮、防热、无腐蚀性物品，无强电磁场干扰，通风良好。

2.3.2 标准物质及基准设备

USF公司P15余氯仪，出厂编号：60216，已经广州计量检测技术研究院校准；雷曼公司的1200型余氯仪，出厂编号：16656-3708，已经广州计量检测技术研究院校准；HACH PCⅡ余氯仪，出厂编号：11060E175754，已经广州计量检测技术研究院校准。

六水合氯化钴（CoCl2・6H2O）标准溶液，氯化钴含量分别为40g/L、20 g/L、10 g/L、5 g/L、2.5 g/L、1.25 g/L、0.63 g/L。

2.4 示值误差校准

在仪器0.00mg/L～2.00 mg/L的量程范围内，均匀选取4个测试点，每个测试点相应浓度的标准溶液Csi，每个浓度值测定5次，得到测量值C，求出其平均值Cs，按公式（1）分别计算上述4种浓度下仪器的示值误差：

i= （1）

式中：i为示值误差；Cs为浓度测量平均值，mg/L；Csi为配置的第i个浓度标准值，mg/L。

2.5 线性误差校准

对2.4中选定的4个测试点按线性回归法，求出工作曲线的相关系数r，相关系数r值即为线性误差，其计算公式如下：

式中：r为相关系数；Csi为第i个浓度标准值，mg/L；Cs为平均浓度标准值，mg/L；Ci为第i个浓度测量值，mg/L；C为平均浓度测量值，mg/L。

2.6 仪器示值稳定性校准

选取最大浓度的标准溶液，仪器读数稳定后记取读数示值C1，持续观测30分钟，每隔5分钟记录仪器读数Ci，引用下式计算示值稳定性。

2.7 重复性校准

任意选一个测量值重复测量5次，记录每次测量值，按下式计算相对标准偏差（RSD），即为仪器的重复性。

式中：C1为第i个浓度测量值，mg/L；C为平均浓度测量值，mg/L；n为测量次数，n=5；RSD为测量的相对标准偏差，%。

3. 校准内容及结果

3.1 校准内容

配制40g/L的氯化钴溶液，逐级稀释，分别在USF公司P15、雷曼1200和HACH PCⅡ余氯仪上机读数，结果如表-1所示：

根据不同仪器的测量波长不同，得出的读数也有明显不同，但其比例系数在同一型号的余氯仪上相一致，线性误差极小，呈一直线。以氯化钴溶液浓度作横坐标，余氯仪读数作纵坐标，作图如下：

将已确定的仪器读数代入方程计算，得出氯化钴标准溶液的理论配制值。结果见表-2：

3.2 配制氯化钴标准溶液

按表-3的量分别称取六水合氯化钴（CoCl2・6H2O），各用纯水完全溶解并稀释定容至50mL，则得到对应各型号余氯仪的氯化钴标准溶液。每型号选取两台仪器进行测试，实际测量结果见表-4。

理论值与实际测试的对比实验共计进行了一个月，每天利用同一氯化钴标准溶液对各台余氯仪进行比对，表-4数据是平均读数，测试结果稳定性良好，重复误差较小。

4. 结束语

通过上述校准项目，采用氯化钴溶液对滤光光电比色计进行校准，发现氯化钴标准溶液至少能在一个月内，提供稳定的、均匀的呈色，能够对便携式余氯仪的计量性能进行有效评定，为仪器的使用质量提供了判断依据。

参考文献

【1】JJG 179-90《滤光光电比色计检定规程》

【2】JJF1094-2002 《测量仪器特性评定》

【3】张力玲、黄亮《对水质分析用光电比色计校准的一种方法》.《计量与测试技术》杂志2011年第1期